POUR REALISER DES PIECES DE STRUCTURE POUVANT RESISTER AU CHOC MECANIQUE A PARTIR D'UN POLYMERE, IL FAUT LUI CONFERER UNE BONNE RESILIENCE TOUT EN LE RIGIDIFIANT. DANS LE CAS DU PA-6, ON OBTIENT UN MATERIAU MOINS CASSANT EN LE MODIFIANT A L'AIDE D'UN ELASTOMERE ET ON LE RIGIDIFIE AVEC DES FIBRES COURTES DE VERRE. DANS CE TRAVAIL, NOUS AVONS ETUDIE LES ROLES DU TAUX D'EPR (L'ELASTOMERE), DE LA CONCENTRATION DE FIBRES ET DE L'ETAT DE L'INTERFACE FIBRE/MATRICE SUR LA TENUE MECANIQUE DE CETTE FAMILLE DE COMPOSITES. DANS CE BUT, DES MATERIAUX MODELES INTERMEDIAIRES ONT ETE ELABORES ET SOLLICITES EN TENSION UNIAXIALE MONOTONE, STATIQUE (FLUAGE), DYNAMIQUE (FATIGUE CYCLEE) ET EN RUPTURE ENTAILLEE. LES RESULTATS INDIQUENT QUE L'ELASTOMERE A UN ROLE BENEFIQUE CAR IL ABAISSE LA CONTRAINTE D'ECOULEMENT PLASTIQUE DE LA MATRICE, CE QUI INDUIT NOTAMMENT UNE BONNE RESISTANCE A L'AMORCAGE ET A LA PROPAGATION DE FISSURE. CEPENDANT, SON TAUX DOIT ETRE MAITRISE AFIN DE MAINTENIR UNE PLAGE DE CONTRAINTE A FAIBLE VITESSE DE FLUAGE LA PLUS LARGE POSSIBLE. LES RESULTATS QUALITATIFS ISSUS DES OBSERVATIONS DES MODES D'ENDOMMAGEMENT PAR MEB, DES ANALYSES DE L'ACTIVITE ACOUSTIQUE ET DES COURBES DE CHARGEMENT SONT VALIDES PAR LES VALEURS DE CONTRAINTE DE CISAILLEMENT OBTENUES PAR UNE METHODE SIMPLE UTILISANT LA DISTRIBUTION DES LONGUEURS DES FIBRES DANS LES COMPOSITES. POUR TOUS LES TAUX DE RENFORT EXPLORES, L'EMPLOI DE FIBRES CONDUISANT A UNE INTERFACE PEU LIEE AVEC LE PA-6 MODIFIE EPR DONNE DES MATERIAUX AUX CARACTERISTIQUES MECANIQUES BIEN INFERIEURES A CELLES OBTENUES AVEC DES FIBRES FORTEMENT LIEES. DANS CE DERNIER CAS, L'AUGMENTATION DU TAUX DE RENFORT RESULTE EN UNE FRAGILITE ACCRUE PAR LES EFFETS CONJUGUES DE LA REDUCTION DE LA TAILLE DE ZONE PLASTIQUE ET DES ENERGIES D'AMORCAGE ET DE PROPAGATION DE FISSURE. LA TENUE EN FATIGUE EN EST AFFECTEE. LE SEUL AVANTAGE RESIDE DANS L'ELARGISSEMENT DE LA PLAGE DE CONTRAINTE A FAIBLE VITESSE DE FLUAGE.

Synthèse unanimement reconnue, Matériaux Composites apporte l'ensemble des éléments nécessaires à une bonne compréhension du comportement mécanique des matériaux et structures composites. Dans ce traité, les différentes parties de l'ouvrage ont été développées de manière à aboutir à une continuité des concepts et théories, fournissant ainsi une approche fondamentale unifiée. Après avoir présenté la constitution puis la mise en œuvre des matériaux composites, l'ouvrage développe progressivement les outils nécessaires à la modélisation du comportement mécanique des structures en matériaux composites stratifiés et sandwichs. Il aborde ensuite les problèmes de dimensionnement des structures montrant comment les outils introduits permettent de modéliser le comportement mécanique. Le contenu et la progression de l'ouvrage ont été conçus avec quatre objectifs principaux : considérer le matériau composite comme un matériau traditionnel ; intégrer l'apport de la conception assistée par ordinateur dans la résolution des problèmes de dimensionnement des structures ; aborder les difficultés de manière progressive afin de faciliter l'accès du lecteur aux divers concepts introduits ; confronter la modélisation avec le comportement réel des matériaux et des structures. Cette quatrième édition, entièrement actualisée, bénéficie de la réalisation de l'ouvrage Composite Materials, de l'auteur. Des exercices ont été ajoutés à la plupart des chapitres. Rigoureux et didactique, Matériaux Composites constitue l'ouvrage de référence des étudiants (2e et 3e cycles), ingénieurs, chercheurs et techniciens supérieurs.

L'industrie des matériaux composites ne cesse d'évoluer et de croître en mettant en place de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies. En substitution des matériaux d'origine fossile que les matériaux d'origine naturelles (et surtout végétales) commencent à voir le jour. C'est dans ce contexte que notre travail de recherche est proposé. Il s'intéresse à la caractérisation du comportement mécanique d'un composite à matrice Polypropylène, renforcé avec des fibres de Chanvre et du bois de Chanvre (Chènevotte). Les différents moyens et techniques de caractérisation, utilisés par la présente étude, ont montré que ces nouveaux matériaux sont dotés de propriétés, en particulier mécaniques, de haut niveau, qui viennent rivaliser avec celles des autres composites classiques à base de fibres de verre et de carbone.Les essais expérimentaux en statique et de fatigue, ont révélé beaucoup de détails en comparaison avec d'autres matériaux composites. Ces informations ont permis de créer une sorte de base de données qui pourra servir de référence pour d'autres composites de la même famille à base de fibres végétales. Ainsi, des mécanismes d'endommagement ont été mis en évidence grâce aux essais mécaniques (traction monotone, charge-décharge, ...) associés à des observations microscopiques (Microscope Electronique à Balayage), et à des outils de détection du dommage basés sur l'émission acoustique. Par le biais de cette technique, nous avons pu apprécier la qualité et l'importance de l'interface fibre/matrice qui est un paramètre fondamental pour la présente étude et pour la détermination de la loi de comportement du composite.La modélisation micromécanique a été intégrée dans ce travail de thèse, grâce au modèle de Mori-Tanaka. Le comportement des matériaux à l'endommagement n'a pas été pris en considération ; seule l'élasticité a été étudiée. A l'aide de ce modèle, nous avons pu remonter aux propriétés intrinsèques des constituants (le module d'élasticité longitudinale des renforts: Chanvre et Chènevotte).

L’utilisation des composites à matrice organique pour des applications structurales à haute température est de plus en plus souvent envisagée, notamment dans certaines zones de turbomachines aéronautiques. A cette fin, il devient nécessaire d’analyser les effets du vieillissement thermo-oxydant sur le comportement mécanique d’un polymère et des composites associés. Cet ouvrage met en relief des méthodologies expérimentales originales qui permettent, par analyse inverse, de développer et d’identifier une loi de comportement du polymère dépendant du vieillissement ainsi que les déformations d’origine chimique. Ces informations sont utilisées pour le calcul des contraintes internes induites par un vieillissement thermo-oxydant dans des composites unidirectionnels à fibres continues de carbone. Comportement mécanique des composites à matrice organique se différencie des autres ouvrages par son approche. Il examine des lois de comportement thermomécaniques locales dépendant de l’oxydation grâce à l’emploi d’essais couplés et non couplés à l’échelle microscopique. Il présente des modèles originaux afin d'intégrer toute la richesse de la phénoménologie observée expérimentalement, grâce à l'emploi de variables internes correctement choisies.

Véritable ouvrage de référence, Matériaux composites apporte l’ensemble des concepts théoriques et pratiques nécessaires à la compréhension du comportement mécanique des matériaux et structures composites. Ainsi, il permet d’établir une synthèse de l’analyse du comportement mécanique et de la théorie des plaques stratifiées ou sandwiches, et d’en appliquer les développements à la résolution des problèmes de flexion, de flambement et de vibrations. Composé de cinq parties, ce traité repose sur une approche fondamentale et unifiée aboutissant à une continuité des concepts et des théories. Illustrée de nombreux exercices d’application des concepts introduits, cette cinquième édition entièrement en couleurs a été actualisée et des commentaires ont été ajoutés afin de mettre en évidence la progression du traité. Après une présentation de la constitution puis de la mise en œuvre des matériaux composites, l’ouvrage développe progressivement les outils nécessaires pour modéliser le comportement mécanique des structures en matériaux composites stratifiés et sandwiches. Il aborde ensuite les problèmes de dimensionnement des structures, montrant comment les outils introduits permettent de modéliser le comportement mécanique des structures en matériaux composites. Le contenu et la progression de Matériaux composites ont été conçus avec pour objectifs principaux : – traiter le matériau composite comme un matériau traditionnel ; – intégrer l’apport des techniques numériques dans la résolution des problèmes de dimensionnement des structures ; – aborder les difficultés de manière progressive afin de faciliter l’accès du lecteur aux divers concepts introduits ; – confronter la modélisation avec le comportement réel des matériaux et des structures. Complet et didactique, cet ouvrage s’adresse aux étudiants de 2e et 3e cycles, aux ingénieurs, aux chercheurs ainsi qu’aux techniciens supérieurs

Grâce à de leur résistance spécifique meilleure que celle des matériaux métalliques, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans la construction mécanique. En outre, l'utilisation des tissus comme renforts permet une meilleure intégrité structurelle et cette caractéristique est utilisée pour absorber l'énergie lors d'un choc. L'objectif de ce travail est l'étude du comportement au choc par compression, perforation et flexion d'un matériau composite en tissu de verre et matrice polyamide 6, au moyen des dispositifs de Hopkinson. Dans ce travail nous avons développé un nouveau procédé qui permet de déterminer le module élastique dynamique moyennant le dispositif des barres de Hopkinson, basée sur une étude statistique des paramètres inhérents à la propagation des ondes élastiques à travers le composite. Ensuite, nous avons mis en œuvre deux nouvelles techniques fondées sur le principe des barres de Hopkinson pour décrire la tenue au choc des matériaux composites

L'APPLICATION DIRECTE DE LA MECANIQUE LINEAIRE ELASTIQUE DE LA RUPTURE AUX CERAMIQUES ENDOMMAGEABLES POSE DE NOMBREUX PROBLEMES TOUCHANT AUX CONCEPTS DE BASE. D'AUTRE PART LES THEORIES ANALYTIQUES PORTANT SUR LA MODELISATION DU COMPORTEMENT DE COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS NE PEUVENT PAS ETRE UTILISEES DANS LE CAS DE MATERIAUX COMPLEXES TELS LES MATERIAUX COMPOSITES A FIBRES TISSEES. CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DE COMPOSITES A FIBRES TISSEES 2D. L'EXPERIENCE ACQUISE AU LABORATOIRE DANS L'ETUDE DU C-SIC NOUS A PERMIS DANS UN PREMIER TEMPS D'UTILISER DANS LE CAS DU SIC-SIC A TEMPERATURE AMBIANTE LES MODELES ENERGETIQUES PROPOSES DANS LA LITTERATURE, TENANT COMPTE DES PHENOMENES ANELASTIQUES. DANS UN SECOND TEMPS, NOUS AVONS COMPARE LE COMPORTEMENT DU SIC-SIC A L'AMBIANTE ET A HAUTE TEMPERATURE SOUS AIR. NOUS AVONS MONTRE QUE LE SIC-SIC DOIT SA HAUTE TENUE MECANIQUE AUX PROPRIETES DE L'INTERFACE QUI LAISSE GLISSER LA FIBRE DANS SA GAINE DE MATRICE, PERMETTANT DES LONGUEURS D'EXTRACTION DE FIBRES IMPORTANTES. C'EST EGALEMENT LA MODIFICATION DE CETTE INTERFACE QUI EST PRINCIPALEMENT RESPONSABLE DE LA DEGRADATION DES PROPRIETES MECANIQUES A HAUTE TEMPERATURE SOUS AIR. BIEN ENTENDU CES MATERIAUX NE SONT PAS UTILISABLES DANS CES CONDITIONS, A MOINS D'UTILISER UNE COUCHE PROTECTRICE